สารประกอบไอออนิกคืออะไร?

สารประกอบไอออนิกประกอบด้วยไอออนมากกว่าโมเลกุล แทนที่จะใช้อิเล็กตรอนร่วมกันในพันธะโควาเลนต์ อะตอมของสารประกอบไอออนิกจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากตัวหนึ่ง อะตอมไปยังอีกอะตอมหนึ่งเพื่อสร้างพันธะไอออนิกที่อาศัยแรงดึงดูดของไฟฟ้าสถิตเพื่อรักษาอะตอม ด้วยกัน. โมเลกุลที่ถูกพันธะโควาเลนต์ใช้อิเล็กตรอนร่วมกันและทำหน้าที่เป็นเอนทิตีเดี่ยวที่เสถียร ในขณะที่พันธะไอออนิกส่งผลให้เกิดไอออนอิสระที่มีประจุบวกหรือลบ เนื่องจากโครงสร้างพิเศษ สารประกอบไอออนิกจึงมีคุณสมบัติเฉพาะตัว และทำปฏิกิริยากับสารประกอบไอออนิกอื่นๆ ได้ง่ายเมื่อใส่ในสารละลาย

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

สารประกอบไอออนิกเป็นวัสดุที่อะตอมมีพันธะไอออนิกมากกว่าโมเลกุลที่มีพันธะโควาเลนต์ พันธะไอออนิกเกิดขึ้นเมื่ออะตอมที่มีอิเล็กตรอนแบบหลวมๆ ในเปลือกนอกทำปฏิกิริยากับอะตอมที่ต้องการจำนวนอิเล็กตรอนที่เท่ากันเพื่อทำให้เปลือกอิเล็กตรอนของพวกมันสมบูรณ์ ในปฏิกิริยาดังกล่าว อะตอมของผู้บริจาคอิเล็กตรอนจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนในเปลือกนอกไปยังอะตอมที่รับ อะตอมทั้งสองมีเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกที่สมบูรณ์และเสถียร อะตอมของผู้บริจาคจะมีประจุเป็นบวกในขณะที่อะตอมของผู้รับมีประจุเป็นลบ อะตอมที่มีประจุจะถูกดึงดูดซึ่งกันและกันทำให้เกิดพันธะไอออนิกของสารประกอบไอออนิก

อะตอมของธาตุต่างๆ เช่น ไฮโดรเจน โซเดียม และโพแทสเซียม มีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวในพวกมัน เปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอกสุดในขณะที่อะตอมเช่นแคลเซียมเหล็กและโครเมียมมีหลายตัวที่หลวม ๆ อิเล็กตรอน อะตอมเหล่านี้สามารถบริจาคอิเล็กตรอนในเปลือกนอกสุดให้กับอะตอมที่ต้องการอิเล็กตรอนเพื่อทำให้เปลือกอิเล็กตรอนของพวกมันสมบูรณ์

อะตอมของคลอรีนและโบรมีนมีอิเล็กตรอนเจ็ดตัวในเปลือกนอกสุดซึ่งมีที่ว่างสำหรับแปด อะตอมของออกซิเจนและกำมะถันแต่ละคนต้องการอิเล็กตรอนสองตัวเพื่อทำให้เปลือกนอกสุดสมบูรณ์ เมื่อเปลือกนอกสุดของอะตอมสมบูรณ์ อะตอมจะกลายเป็นไอออนที่เสถียร

ในทางเคมี สารประกอบไอออนิกจะเกิดขึ้นเมื่ออะตอมของผู้บริจาคถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปยังอะตอมที่ได้รับ ตัวอย่างเช่น อะตอมโซเดียมที่มีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวในเปลือกที่สามสามารถทำปฏิกิริยากับอะตอมของคลอรีนที่ต้องการอิเล็กตรอนเพื่อสร้าง NaCl อิเล็กตรอนจากอะตอมโซเดียมจะถ่ายโอนไปยังอะตอมของคลอรีน เปลือกนอกสุดของอะตอมโซเดียม ซึ่งตอนนี้เป็นเปลือกที่สอง เต็มไปด้วยอิเล็กตรอนแปดตัว ในขณะที่เปลือกนอกสุดของอะตอมคลอรีนก็เต็มไปด้วยอิเล็กตรอนแปดตัวเช่นกัน โซเดียมที่มีประจุตรงข้ามกับคลอรีนไอออนจะดึงดูดกันเพื่อสร้างพันธะไอออนิกของ NaCl

ในอีกตัวอย่างหนึ่ง โพแทสเซียมสองอะตอม ซึ่งแต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวในเปลือกนอกสุดของพวกมัน สามารถทำปฏิกิริยากับอะตอมของกำมะถันที่ต้องการอิเล็กตรอนสองตัว อะตอมโพแทสเซียมทั้งสองจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนสองตัวไปยังอะตอมของกำมะถันเพื่อสร้างโพแทสเซียมซัลไฟด์ที่เป็นสารประกอบไอออนิก

โมเลกุลสามารถก่อตัวเป็นไอออนและทำปฏิกิริยากับไอออนอื่นๆ เพื่อสร้างพันธะไอออนิกได้ สารประกอบดังกล่าวมีลักษณะเป็นสารประกอบไอออนิกเท่าที่เกี่ยวข้องกับพันธะไอออนิก แต่ก็มีพันธะโควาเลนต์ด้วย ตัวอย่างเช่น ไนโตรเจนสามารถสร้างพันธะโควาเลนต์กับอะตอมของไฮโดรเจนสี่อะตอมเพื่อผลิตแอมโมเนียมไอออน แต่ NH₄ โมเลกุลมีอิเล็กตรอนพิเศษหนึ่งตัว ส่งผลให้ NH₄ ทำปฏิกิริยากับกำมะถันกลายเป็น (NH₄)₂เอส ความผูกพันระหว่าง NH₄ และอะตอมของกำมะถันเป็นไอออนิกในขณะที่พันธะระหว่างอะตอมไนโตรเจนกับอะตอมของไฮโดรเจนนั้นเป็นโควาเลนต์

สารประกอบไอออนิกมีลักษณะพิเศษเนื่องจากประกอบด้วยไอออนแต่ละตัวมากกว่าโมเลกุล เมื่อละลายในน้ำ ไอออนจะแตกตัวหรือแยกออกจากกัน พวกมันสามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีกับไอออนอื่นๆ ที่ละลายได้เช่นกัน

เนื่องจากพวกมันมีประจุไฟฟ้า พวกมันจึงนำไฟฟ้าเมื่อละลาย และพันธะไอออนิกมีความแข็งแรง ซึ่งต้องการพลังงานจำนวนมากเพื่อทำลายพวกมัน สารประกอบไอออนิกมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง อาจก่อตัวเป็นผลึกและโดยทั่วไปจะแข็งและเปราะ ด้วยลักษณะเฉพาะเหล่านี้ที่ทำให้พวกมันแตกต่างจากสารประกอบอื่นๆ มากมายตามพันธะโควาเลนต์ การระบุสารประกอบไอออนิกสามารถช่วยคาดการณ์ว่าพวกมันจะมีปฏิกิริยาอย่างไรและคุณสมบัติจะเป็นอย่างไร